Zemax中，光学传递函数MTF曲线中有一根黑色的曲线一直处于最上端，常称之为衍射极限；点列图中，每个视场均有一个黑色圆圈，常称之为艾里斑。二者均是我们优化设计中的参考。光学传递函数曲线中的衍射极限曲线与点列图中的艾里斑（Airy Disk）之间又有什么关系呢？
二者存在紧密的物理关联和数学对应关系，两者共同反映了光学系统的衍射效应极限。
一、物理本质的关联
1、艾里斑是衍射极限的空间域表现。艾里斑是理想无像差系统中，由光的波动性（衍射效应）导致的点光源成像结果。其半径公式为：
其中，F#为工作F数（WFNO），由系统焦距和入瞳直径决定。
光的衍射现象导致物点发出的球面波被有限孔径截断，丢失高频信息，最终在像面形成弥散斑。这种现象与几何光学预测的理想点像存在本质差异，体现了光的波动性本质 。艾里斑的大小直接限制了系统的空间分辨率。
2、光学传递函数MTF曲线是频域表现的数学描述。MTF的衍射极限曲线对应无像差系统的理想调制传递函数，其截止频率为：
该截止频率与艾里斑半径互为倒数关系，体现了傅里叶变换中空间域与频域的对应性。
二、评价指标的一致性
1、点列图中的艾里斑作为基准。在点列图中，艾里斑的半径被标注为理论衍射极限的参考值。当实际点列图的RMS半径接近或小于艾里斑半径时，表明系统接近衍射极限。例如，若艾里斑半径为1.788 μm，而点列图的RMS半径为8.035 μm，则系统存在显著像差；反之，若RMS半径接近1.788 μm，则系统接近衍射极限。
2、MTF曲线的截止频率验证。衍射极限MTF曲线的截止频率与艾里斑半径通过公式关联：
若实际MTF曲线在截止频率前的衰减速率接近理论曲线，且高频区域对比度接近瑞利判据阈值（MTF≈0.09），则系统性能趋近衍射极限。
三、计算方法的对应性
1、Zemax中的实现逻辑。艾里斑生成是基于夫琅禾费衍射理论，通过光线追迹和波前叠加生成理想衍射斑（PSF），其核心参数为工作F数和波长。MTF衍射极限曲线是对无像差PSF进行二维FFT变换得到OTF，再提取其模值（MTF）。该过程直接关联艾里斑的物理特性。
2、参数统一性。两者均依赖相同的系统参数：工作F数（WFNO）、主波长（lambda）和光瞳形状（如圆形光瞳）。例如，当调整入瞳直径或焦距时，艾里斑半径和MTF截止频率会同步变化：入瞳增大→F数减小→艾里斑缩小，同时MTF截止频率提高。
四、设计优化中的应用
1、像差校正的联合分析。大像差系统，点列图弥散斑显著大于艾里斑时，MTF曲线会快速衰减，此时需优先校正几何像差（如球差、彗差）。小像差系统，若点列图RMS半径接近艾里斑，但MTF曲线仍低于理论值，可能需优化波像差（如通过Zernike多项式拟合）。
2、超分辨设计的参考依据。当系统突破衍射极限（如使用超透镜或近场技术）时，艾里斑尺寸可能被压缩，MTF截止频率则通过倏逝波的高频分量扩展。此时需结合两者的变化验证超分辨效果。
核心结论：（1）艾里斑是衍射极限在空间域的直观体现，而MTF衍射极限曲线是其频域表征，两者通过傅里叶变换关联。（2）通过对比点列图的艾里斑与MTF曲线，可全面评估系统的像差校正水平和衍射效应影响，指导光学参数的优化（如F数、入瞳直径）。
